再生聚酯及其纤维的结构性能研究

以废旧聚酯(PET)纺织品为原料,加入乙二醇(EG)使其醇解,经液相增黏制得再生PET切片,由熔融模拟纺丝制备了再生PET纤维,并对再生PET切片及再生纤维的结构和性能进行了测试表征。结果表明:废旧PET纺织品加入乙二醇进行醇解再增黏可制备的再生PET切片特性黏数([η])大于等于0.65dL/g;再生切片可纺性良好,所得纤维横、纵向截面均光滑、密实,无明显结构缺陷;当乙二醇和PET纺织品质量比为1∶8时,所得再生PET切片的[η]为0.713 dL/g,其纤维具有较好的结晶性能以及良好力学性能,纤维的断裂强度为3.58 cN/dtex。     

BHET/纳米TiO2催化合成PET性能的研究

采用对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)/纳米TiO_2复合材料为催化剂合成聚酯(PET),研究了催化剂的催化活性以及所合成PET的性能。结果表明:催化剂添加量为16.5μg/g(换算成TiO_2的有效含量)时,酯缩聚时间为80 min,所合成的PET的色度b值达到纤维级聚酯切片一级品标准;PET成型加工性能优异,PET初生纤维拉伸4.0倍时,断裂强度达3.78 cN/dtex,PET薄膜双向拉伸3.7倍时,其断裂强度为116.0 MPa,断裂伸长为122.5%。     

废旧聚酯纺织品化学法循环再生技术探讨

以废旧聚酯(PET)纺织品为原料还原成高品质的再生对苯二甲酸二甲酯(DMT),然后再生DMT与乙二醇(EG)进行酯交换反应生成单体二羟乙基对苯二甲酸乙二醇酯(BHET),再经聚合反应制备了再生PET切片,探讨了酯交换反应以及聚合反应条件。结果表明:在酯交换反应过程中,经过多段升温和柱顶回流比(RPC)控制,反应温度从初期的150℃最终上升至260℃,通过RPC控制柱顶温度在64~99℃,可防止DMT沸腾,控制BHET产率在99%以上;聚合反应温度应控制在300℃以下,反应时间为120~130 min;制备的再生半消光PET切片特性黏数为(0.63±0.01)d L/g,二甘醇质量分数为(0.67±0.01)%,二氧化钛质量分数为(0.3±0.02)%,达到GB/T 14189—2015纤维级PET切片质量要求。     

废旧涤纶织物醇解再生制备低熔点粘合纤维

以废旧涤纶织物为原料,采用乙二醇醇解法对废旧涤纶织物进行化学再生,制得再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);在化学再生过程中以间苯二甲酸,1,4-丁二醇为改性单体进行共聚,制得再生低熔点共聚酯(LPET);采用皮芯复合纺丝工艺将再生LPET(皮)与再生PET(芯)按一定复合比例进行纺丝并进行拉伸后处理,制得再生低熔点PET粘合纤维。结果表明:与常规大有光PET比较,再生PET的热稳定性与之相近,再生LPET的热稳定性稍差,但不影响其加工应用;再生LPET的软化温度为76℃,熔融温度为125℃;再生LPET与再生PET按皮芯质量比为4∶6,在纺丝温度280℃,冷却风温度22℃,吹风速度1.2 m/s,纺丝速度1 100 m/min,拉伸浴槽温度60~65℃,拉伸倍数2.9的条件下进行皮芯复合纺丝制得再生低熔点PET粘合纤维,纤维的线密度为4.6 dtex,断裂强度为3.22 c N/dtex,断裂伸长率为48.2%,干热收缩率为5.6%,回潮率为0.41%,完全达到FZ/T 52010—2014《再生涤纶短纤维》的指标要求。     

干湿热处理对PET/PTT纤维结构与性能的影响

通过对167dtex和111dtex聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)双组分复合纤维的卷曲率、拉伸性能、声速取向及外观形态的测试,研究了干湿热处理对纤维结构与性能的影响。结果表明:经干、湿热处理后,纤维的断裂强度、声速值较处理前有显著下降,而卷曲率和断裂伸长率则明显著上升;湿热处理较干热处理对PET/PTT复合纤维断裂强度的影响较小。     

切片纺超高强涤纶短纤维生产工艺探讨

采用切片纺丝路线,探讨采用不同特性黏数([η])的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片制备超高强涤纶短纤维的可行性;并选用[η]较高的PET切片在切片纺工业化涤纶短纤维装置上通过纺丝温度、拉伸倍数、拉伸温度和热定型温度等工艺参数的调整优化,试生产超高强涤纶短纤维。结果表明:采用[η]较高的PET切片,选择合适的纺丝和后加工条件可以生产超高强涤纶短纤维;选择[η]为0.731 dL/g的PET切片为原料,在7500 t/a切片纺涤纶短纤维装置常规生产工艺基础上,调整纺丝螺杆温度为290~295℃、箱体温度为296~300℃,初生纤维断面不匀率小于等于1.21%,纺丝状况良好;调整水浴拉伸温度为70℃、总拉伸倍数为3.878、热定型温度为185℃,试生产的涤纶短纤维结晶度和非晶区取向有所增大,断裂强度达7.02 cN/dtex,达到了超高强纤维的要求。     

再生聚酯切片生产缝纫线用涤纶短纤维的工艺研究

以物理法再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片为原料,通过纺丝-拉伸法制备涤纶拉伸丝,从切片的外观特点、过滤性能、特性黏数及流变性能,以及拉伸丝的性能考察原料的可纺性及相应的纺丝、拉伸工艺要求;在此基础上以再生PET切片为原料,在现有常规涤纶短纤维间接纺生产线上生产缝纫线用再生涤纶短纤维,探讨了其生产工艺条件。结果表明：粒子形状规整、过滤性能较好、特性黏数较高的再生PET切片具有良好的可纺性,纺丝过程中需根据切片的特性黏数调整纺丝温度,拉伸过程中需适当提高拉伸温度;采用特性黏数为0.737 dL/g的再生PET切片为原料生产1.33 dtex×38 mm缝纫线用再生涤纶短纤维,与以原生PET切片为原料相比,螺杆熔融温度提高8℃,箱体温度提高5℃,拉伸温度和定型温度分别提高3～5℃;通过生产调控,生产稳定性好,生产的短纤维断裂强度达到6.1 cN/dtex,其他质量指标达到原生涤纶短纤维优等品要求。     

连续醇解工艺对废旧涤纶再生切片性能的影响

以废旧涤纶军装为原料,采用双螺杆挤出机对废旧涤纶进行连续化醇解,并采用间歇聚合釜对醇解产物进行再聚合得到再生切片,研究了醇解工艺对废旧涤纶再生切片性能的影响。结果表明:在双螺杆挤出机上可以对废旧涤纶实现连续化醇解,螺杆转速为200 r/min,醇解温度为230℃时,得到的再生切片的特性黏数为0.66 d L/g,具有良好的热稳定性;与采用反应釜间歇醇解相比,双螺杆连续醇解得到的再生切片二甘醇含量明显降低;连续醇解所得再生切片具有良好的可纺性,再生纤维断裂强度达2.6 c N/dtex,断裂伸长率为12%,可满足服用纤维的加工要求。     

高线密度胶原蛋白/PVA共混纤维的制备及其结构性能

在胶原蛋白与聚乙烯醇(PVA)共混溶液中,改变原液中胶原蛋白和聚乙烯醇的组成,由湿法纺丝得到初生纤维,经热拉伸、热定形、缩醛化反应制得线密度大于25dtex的胶原蛋白/PVA共混纤维。共混纤维横截面呈圆形,纤维内部无孔洞及裂纹,表面光滑,断裂强度和初始模量分别达到4.63cN/dtex和160.2cN/dtex,断裂伸长率为25.4%,结晶度为48.6%,水中软化点和回潮率分别为104℃和13.67%。     

五叶形涤纶POY生产工艺探讨

采用半消光聚对苯二甲酸乙二酯(PET)切片为原料,熔融纺丝生产出262 dtex/72 f五叶形涤纶POY,探讨了其主要的生产工艺。结果表明:选择五叶形喷丝孔喷丝板,纺丝温度为295℃;侧吹风温度22℃,速度0.30～0.45 m/min,相对湿度(70±5)%;含油率控制在0.4%,生产的五叶形涤纶POY截面形状清晰,异形度为61.4%,断裂强度2.32 cN/dtex,断裂伸长率119.4%,条干不匀率1.41%。     

多壁碳纳米管增强PET纤维的初步研究

选择体积含量为70%的三氟乙酸(TFA)与30%二氯甲烷(DCM)作为混合溶剂,采用溶液法可制得用于增强聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维的PET/多壁碳纳米管(MWCT)混合母粒。扫描电镜(SEM)观察发现MWCT在母粒内分散良好。将PET/MWCT母粒与纯PET切片熔融纺丝,制备出了力学性能明显增强的纤维。在实验的最佳纺丝条件下,MWCT质量含量为0.04%时,纤维断裂强度可达到5.25cN/dtex、初始模量达到119.7cN/dtex,分别比相同条件下的纯PET纤维提高21.0%和37.6%。     

高模量低收缩涤纶工业丝的开发

采用特性黏数0.67 dL/g的大有光涤纶切片,通过固相缩聚后高速纺丝,生产高模量低收缩涤纶工业丝,讨论了纺丝工艺条件对纤维性能的影响。结果表明:控制涤纶无油丝特性黏数大于等于0.95 dL/g,纺丝速度3 400 m/min,喷丝头拉伸倍数约300,适当降低后加热器温度或缩短隔热区长度,有利于提高涤纶工业丝的模量和尺寸稳定性(DS值);生产的167 dtex涤纶工业丝断裂强度7.6 cN/dtex,断裂伸长率10.8%,干热收缩率3.1%,定负荷伸长5.3%,DS值8.4%。     

热处理对PET/PTT复合纤维力学性能的影响

对不同线密度的聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丙二醇酯(PET/PTT)复合纤维分别进行干热处理,常压沸水处理,120℃及0.2MPa的高压沸水处理,研究了其热处理前后的力学性能。结果表明:PET/PTT复合纤维经常压沸水处理后,初始模量下降,断裂伸长率及断裂功增大,断裂强度略有减小;复合纤维经高压沸水处理后,其力学性能明显提高,常压沸水处理其次,干热处理则变化不大;复合纤维经干热处理后,其初始模量、断裂强度、断裂伸长率及断裂功随温度的升高均先升高后降低,150℃时达到最大。     

湿法纺丝制备PTFE纤维的后处理工艺研究

以聚乙烯醇(PVA)为载体采用湿法纺丝制备聚四氟乙烯(PTFE)/PVA初生纤维,然后进行烧结、拉伸后处理得到PTFE纤维,考察了烧结温度、烧结时间和拉伸倍数对PTFE纤维力学性能的影响,讨论了强酸和强碱对PTFE纤维的腐蚀作用。结果表明:较佳的后处理工艺是烧结温度380℃,烧结时间30 min,拉伸倍数5,制得的PTFE纤维的线密度为14.60 dtex,断裂强度为0.871cN/dtex,断裂伸长率为261.26%,模量为0.525 cN/dtex;PTFE纤维具有优异的耐酸碱腐蚀性能。     

废旧涤棉混纺织物的循环醇解工艺研究

以经过致密化处理的废旧涤棉军装(废旧涤棉)为原料,以乙二醇(EG)为醇解剂,通过改变EG与废旧涤棉的配比、醇解时间、醇解液循环使用次数等研究了废旧涤棉的醇解效率,以及不同循环次数对醇解产物对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)和涤棉织物中的棉纱性能的影响。结果表明:在废旧涤棉与EG质量比为1∶(10~12),废旧涤棉与Na_2CO_3质量比为1∶0.003,反应温度196℃,反应时间1 h的醇解条件下,醇解液可以循环使用,最佳循环使用次数为4,醇解后产物绝大部分仍为BHET单体,醇解物产率高于60%;醇解后棉纱表面虽有一定程度破坏,但其断裂强度最高仍达1.76 c N/dtex,满足开松再纺纱的要求,可实现棉纱的二次回收利用。     

热处理对轮胎帘子线用Lyocell纤维性能的影响

在自制的热处理装置上对尚未干燥过的Lyocell初生纤维进行热处理,探讨了张力和热处理温度对纤维性能的影响。结果表明,热处理能提高Lyocell纤维的断裂强度和初始模量。预张力为0.75 cN/dtex、热处理张力为0.60 cN/dtex、热处理温度为130℃,热处理时间为11 s时,热处理效果较好,Lyocell纤维断裂强度达5.8 cN/dtex、初始模量达86.9 cN/dtex、干热收缩率小于1.1%,经热处理后的Lyocell纤维符合轮胎帘子线性能要求。     

竹笋壳纤维的力学性能

为了了解竹笋壳纤维的基本力学性能,为竹笋壳纤维的进一步开发利用提供理论依据,研究了竹笋壳纤维拉伸断裂性能、松弛性能和定伸长弹性性能等力学指标。结果表明,竹笋壳纤维断裂性能指标拉伸断裂强度、初始模量和断裂伸长率分别为3．21cN／dtex、214．32cN／dtex和2．01％,在湿态下竹笋壳纤维的拉伸断裂强度和初始模量下降较大,分别下降了38．6％和33．1％,断裂伸长率变化不大;比较干、湿态下竹笋壳纤维的抗应力松弛性能和定伸长抗伸回弹性,湿态下的抗应力松弛性能和弹性能力较优。     

石墨烯改性PET纤维的制备及其抗静电性能研究

采用共混改性的方法,先以石墨烯粉体与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)共混挤出制备石墨烯母粒,再以石墨烯母粒和PET切片共混纺丝制备石墨烯改性PET纤维,研究了石墨烯粉体在石墨烯母粒中的过滤性,以及石墨烯添加量对改性PET纤维的机械性能、取向度以及抗静电性能的影响。结果表明:石墨烯粉体在母粒中质量分数为5.0%时具有较好的过滤性能;石墨烯的引入会降低PET纤维的强度,但随着石墨烯粉体添加量的增加,可以增强改性PET纤维的力学性能,同时可以提高纤维的整体取向性和抗静电性能,且拉伸倍数的增加也可以有效地提升改性PET纤维的抗静电性能;在石墨烯粉体质量分数为1.0%、纤维经3.8倍拉伸时,石墨烯改性PET纤维的断裂强度为2.8 cN/dtex,断裂伸长率为46.2%,取向因子为0.92,体积比电阻为3.29×10~7Ω·cm。     

再生聚酯直纺涤纶工业丝成套设备技术探讨

采用回收聚酯(PET)瓶片,通过液相增黏直接纺丝生产涤纶工业丝,探讨了再生聚酯直纺涤纶工业丝的成套设备和工艺技术。结果表明:对干燥设备和螺杆挤压机进行改造,利用双级熔体预过滤器和液相增黏系统,聚酯瓶片再生增黏后特性黏数可达(0.85±0.01)dL/g;该成套设备的关键是采用单轴式液相增黏反应器;调整纺丝和拉伸工艺,直接纺丝生产的涤纶工业丝线密度为1 189 dtex,断裂强度为7.98 cN/dtex,断裂伸长率为14.66%,达到了常规固相增黏法生产的涤纶工业丝的性能指标。     

基于PA 6预聚物的聚酰胺酯的制备及结构性能研究

采用对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)与酯化处理后的聚己内酰胺(PA 6)预聚物进行缩聚与链交换反应,制备共聚物聚酰胺酯(PEA);PEA在285℃下纺丝,160℃下热定型,拉伸4.5倍,得到PEA纤维;对PEA及其纤维的结构与性能进行了研究。结果表明:对PA 6预聚物酯化并封端制备PEA可以有效缩短反应时间,反应速率高,共聚物中既含有酯键又含有酰胺键,初始热分解温度高于400℃;共聚反应中己内酰胺/精对苯二甲酸的投料摩尔比最高可达0.2∶1.0,制备的PEA纤维的回潮率达0.835%,模量为31.7 cN/dtex,断裂强度为2.1 cN/dtex。